Стр.302-376 (1152181), страница 4
Текст из файла (страница 4)
п. д. приборов магнетронного типа. Принципиальных ограничений здесь, как и в случае магнетронов типа бегущей волны, не существует. Следует помнить, однако, что с увеличением напряжения (/, должна соответственно повышаться индукция постоянного магнитного поля В, чтобы поддерживать неизменной скорость катящегося круга. Если электроны совершают на прямолинейное, а трохоидальное движение, то электронный к. п. д. прибора снижается. Это обусловлено тем, что максимальная энергия, рассеиваемая электронами при ударе о замедляющую систему, тем выше, чем больше расстояние г от центра катящегося круга. Рассмотрим для примера случай, когда электроны эмиттируются не вынесенным катодом, а всей поверхностью отрицательного электрода. Если начальная скорость электронов равна нулю, то движение электронов происходит по циклоиде, как в обычном магнетронном генераторе.
Скорость электронов в вершине циклоиды в два раза превосходиз скорость центра круга. Рассеиваемая энергия в четыре раза больше, чем при прямолинейном движении электронов. Электронный к. п. д. магнетронного усилителя нлн генератора в этом случае равен В случае прямолинейных траекторий электронов к. п. д. магнетронного усилителя нли ЛОВ М может быть теоретически выше, чем к.
п. д. аналогичного магнетронного генератора. Однако к катоду и электронно-оптической системе приборов М-типа с инжектированным электронным потоком предъявляются специфические требования, более жесткие, чем в случае обычных магнетронов. Поэтому реализовать весьма высокие значения к. п. д. в таких приборах обычно не удается. Опыт показывает, что полный к. п.
д. мощных приборов М-типа, имеющих инжектированный электронный поток, составляет 40 — 50'!6. Таким образом, по величине к. п. д. эти приборы близки к современным магнетронным генераторамт в. Особенности электронной настройки лами обратной волны типа М Принципы электронной настройки ЛОВ типа О, рассмотренные в й б.б, применимы также и к лампам обратной волны магнетронного типа.
Остановимся лишь на одной из особенностей, определяющей зависимость частоты генерируемых колебаний от питающего постоянного напряжения. Скорость электронов в пространстве взаимодействия ЛОВ типа М Е равна -.. Поскольку напряженность поля Е пропорциональна постоянному напряжению (l„(сы. рис. 7.40, б), скорость электронов оказывается линейно связанной с анодным напряжением.
Напомним, что в лампах типа О скорость электронов пропорциональна квадратному корню нз постоянного ускоряющего напряжения. Предположим для простоты линейный закон дисперсионной характеристики замедляющей системы, т. е. зависимости фазовой скорости первой обратной гармоники от частоты (о ), — — Дт). Тогда электронная настройка лампы типа М, определяемая синхронизмом электронов и первой обратной пространственной гармоники, также должна иметь линейный характер: йт~ а Через )с, обозначен коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических размеров периодической замедляющей системы и от индукции постоянного магнитного поля.
В случае ламп типа О прн тех жс условиях справедливо соотношение Таким образом, лампы обратной волны со скрещенными полями не только обладают более высоким к. п. д. в сравнении с лампами типа О, но и позволяют получить более широкий диапазон электронной настройки при одном и том же изменении постоянного напряжения. Следует отметить, однако, что ЛОВ М, как и ЛОВ О и митронам, присущ общий недостаток; для изменения частоты генериру- 316 емых колебаний необходимо изменять напряжение на электроде, в цепи которого проходит значительный ток. Этот недостаток особенно бросается в глаза в сравнении, например, с отражательными клистронами, не требующими затраты мощности при изменении напряжения на отражателе.
На рнс. 7.41 схематически изображено устройство генераторной ЛОВ типа М с замедляющей системой типа встречных штырей, свернутой для удобства в незамкнутое кольцо. В таком виде ЛОВ типа М приобретает еще большее внешнее сходство с магнетронными генераторами. Однако, как видно из рис. 7.41, электронный поток и замедляющая система ЛОВ являются незамкнутыми. На коллекторном конце замедляющей системы расположена согласованная нагрузка, роль которой обычно выполняет поглощающий состав, нанесенный на штыри замедляющей системы. д Фы ыы Типичные параметры генератор- аэ ной ЛОВ М-типа непрерывного режима, используелюй в системах ра- ау диопротиводействия, приведены в и! 7 ! й табл. 7.3 под №1. Лампа имеет вы- чу,~ !Вй ходную мощность порядка нескольких lн сотен ватт и позволяет работать без ФФ~Г какой-либо механической настройки д' в диапазоне частот, превышающем х 20егй от средней частоты.
Существуют образцы ламп обратной волны типа М, имеющих в непрерывном режиме Рнс ТА! скеиа генернторноя выходную мощность порядка несколь- Лшн М юша с ннлнндрнчнсной замедляющей системой типа ких киловатт. Лампы обратной вол- встречных штырей: НЫ М-ТИПа, раССЧИТНННЫЕ ДЛЯ рабОТЫ 7 — катод; 7 — уорааляющий электрод; В импульсном режиме, позволя7от по. ' — очринаеельиый алек|род; а — ~лтыр~~ В аамедля~ащей еисеечы, Б — «оллектор, ЛуЧатЬ МОщНОСтИ От СОТЕН КИЛОВаТТ б — ооглогичель: 7 — коаксиальный аы вод энергии,  — негалличеекая вакуумдо нескольких мегаватт. иая оболочка; 9 — электронный почек Представляют некоторый интерес ЛОВ типа М, работающие в режиме синхронизированной генерай!Ни, Эти лампы имеют ввод СВЧ сигнала, расположенный со стороны коллектора. Вывод энергии осуществляется по-прежнему с конца замедляющей системы, обращенного к инжекторной пушке.
Слабый СВЧ сигнал, подаваемый на вход с частотой, близкой к частоте собственной генерации, обеспечивает захват (синхроннзацию) колебаний, генерируемых ЛОВ, в мгновенной полосе частот порядка 0,5 — 1,0оуо. Синхронизированную ЛОВ М можно рассматривать как узкополосный усилитель, воспроизводящий частоту и фазу входного сигнала в полосе синхронизации. Параметры типичного синхронизированного генератора приведены в табл.
7.3 под № 2. Коэффициент усиления определяется в данном случае по уравнению (3.32), где роль мощности Р,„играет мощность входного синхронизирующего сигнала. 3!7 е. Коэффициент усиления ЛБВ типа М Для расчета коэффициента усиления усилителей с инжектираванным электронным патонам, изображенных на рис. 7 37 н 7.40, а*, может быть использовава линейная теория, сходная с теорией ЛБВ О-типа Особенностью расчета усилителей М-типа является учет двухмерного характера движения электронов в пространстве взаимодействия и отдачи потевцнальной энергии электронов при сме шенин их относительно оси невозмущеннаго электронного потока В случае бесконечно тонкого прямолинейного электронного пучка, пренебрегая действием пространственного заряда, в режиме мальж амплитуд люжно получить следующее выражение для коэффициента усиления ЛБВ типа М: К= А+ВР77 [дб).
(7.59) Через Х, как и в случае ЛБВ О-типа, обозначено количество замедленных длин поли, укладывающихся вдоль оси замедляющей системы; Р— параметр усиления, в некоторой степени аналогичный параметру С в теории ЛБВ О-типа (см. 9 6.2), рваный Е где Š— напряженяость постоянного электрического поля, определяемая уран пением (7.50); дл — координата встрела электронного пучка относительно отрицательного электрода; )7ов н ()зд — соответственно сопротивление связи на уровне невозмущеииого электронного потока н постоянная распространения И электроннога потока, равная— "о Параметр начальных потерь А и коэффициент В в уравнении (7.59) и режиме синхронизма оказываются равными А = — 6 дб; В = 54,6 дб. При реально осуществимых значениях )(ев, !ч и Е величина О имеет поря.
док 0,02 — 0,2. Таким образом, при Ф яч 10 — 20 коэффициент усиления по уравнению (7 59) мажет достигать 30 — 50 дб и более. В сочетании с широкополосностыо, присущей лампам бегущей волны, н высоким к. п. д, обсуждавшимся а й 7 10, б, такие усилители могли бы иметь преимущества в сравнении со многими усилителями типа О.
Б действительности, однако, между к. п. д. и коэффициентом усиления ЛБВ М существует противоречие, обусловленное тем, что для достижения высокого к. п. д. необходимо повышать запас потенциальной энергии электронов С этой целью приходится увеличивать расстояние между замедляющей системой и уровнем встрела электронного потока (при неизменном расстоянии л~ежду замедляющей снстемов и отрицательным электродом). Однако напряженность высокочастотного электрического поля резко убывает при удалении от замедляющей системы Поэтому для группирования элентронного патака приходится повышать мощность входного СВЧ сигнала, что ограничивает величину достижимого коэффициента усиления.
Существуют н другие ограничения, влияющие на величину коэффициента усиления ЛБВ М с ннжектированным электронным потоком. Применяя поглотитель, как в ЛБВ О-типа (см. рис. 7.40, а), илн используя двухсекционную (двухиаскадную) конструкцию усилителя, удается довести коэффициент усиле. ния ЛБВ М до 20 — 25 дб при к п. д. порядка 40 — 60'А По величине коэффициента усиления такие лампы пока уступают ЛБВ О-тнпа и многорезонатарным клистронам. Однако по ряду других параметров (фазовая стабильность, малые габариты, более низкие питающие напряжения н др.) ЛБВ М-типа представляют значительный интерес Дальнейшее развитие этих и родственных нч приборов может привести к достижению высоких значений к. п д. в сочетании с большим коэффициентом усиления и широкой рабочей полосой частот * Односекционные усилители М-тнпа с прямой волной с инжектированным прямолинейным электронным патоном иногда называются биматронами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
